ГИСТЕРЕЗИС НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ХРОМА В ОБЛАСТИ МАГНИТНЫХ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ
-Валь1, -Валь1, 1, 2
1 ФТИНТ НАН Украины им. , Харьков, Украина
e-mail: *****@***
2 Technical University of Braunschweig , Institute for Materials, Braunschweig, Germany
e-mail: i. *****@***de
В хроме, с электронной конфигурацией 3d54s1, наблюдаются магнитные фазовые переходы, сопровождающиеся структурными превращениями первого рода: в точке Нееля ТN » 309 К хром переходит из парамагнитного в антиферромагнитное (АФМ) состояние, а при температуре спин-флоп перехода TSF » 124 K имеет место изменение вектора поляризации волн спиновой плотности за счет опрокидывания спинов на 90° относительно волнового. Одновременно, при охлаждении ниже ТN хром переходит из ОЦК в орторомбическую фазу, а при TSF – в тетрагональную кристаллическую модификацию. Ранее на частотах колебаний f ~ 89 кГц были изучены температурные зависимости декремента d (T) и динамического модуля Юнга Е(T) монокристаллов Cr ориентации <100> и <831> с RRR = 33 в области магнитных фазовых переходов [1,2]. В данной работе при термоциклировании в области температур 5 ¸ 325 K изучены акустические свойства тех же монокристаллов методом изгибных колебаний на частоте f ~ 4 кГц, а также неотожженных и отожженных при 700¸800 К поликристаллов хрома чистотой 99.99% с содержанием C+N порядка 0.01% методом двойного составного вибратора на частоте продольных колебаний f ~ 75 кГц и методом изгибных колебаний на частотах f ~ 1.5 и 2.5 кГц. Результаты приведены на рис. 1-4.
Рис.1. Температурные зависимости d (T) и Рис.2. Температурные зависимости d (T) и Е(T)
Е(T) монокристаллов Cr поликристаллов Cr на частоте 2.5 кГц
Рис.1. Температурные зависимости d (T) и Рис.2. Температурные зависимости d (T) и Е(T)
Е(T) поликристаллов Cr на частоте 88 кГц. поликристаллов Cr на частоте 1.5 кГц
Видно, что зависимости Е(T), полученные на различных образцах и различными методами, качественно согласуются между собой. В то же время, зависимости d(T) имеют существенные отличия. В неотожженных поликристаллических образцах в области температур 260-280 К наблюдается пик поглощения, в некоторых случаях на температурных зависимостях модуля упругости ему соответствует характерная аномалия в виде размытой ступеньки; в отожженных поликристаллических образцах и в монокристаллах этот пик не регистрируется. Пик поглощения при ТN удается наблюдать только в монокристалле и в поликристалле на частоте 1.5 кГц, а при TSF – только в монокристалле и на низких частотах в поликристалле. Наиболее интересным эффектом, который не отмечался ранее, является значительный гистерезис акустических свойств наблюдаемый при термоциклировании неотожженных поликристаллов. При охлаждении значения Е заметно превышают значения Е, полученные при отогреве. Гистерезис на зависимостях d(T) имеет более сложный характер. При этом температура фазового перехода, регистрируемая при охлаждении неотожженых поликристаллических образцов меньше температуры регистрируемой при нагреве образца; в отожженных поликристаллических образцах этот эффект отсутствует. Указанное поведение акустических свойств может быть связано с изменением АФМ доменной структуры в поликристаллах Cr под действием термоупругих напряжений, обусловленных анизотропией теплового расширения кристаллитов в орторомбической и тетрагональной фазах поликристаллов хрома.
1. -Валь, -Валь, , . ФТТ 28, 3577 (1986).
2. -Валь, -Валь, . ФММ 67, 103 (1989).
